基本介紹
- 中文名：工業自動化系統集成
- 外文名：Industrial automation system integration
- 公司：上海三優公司
- 類型：工業生產解決方案
概述,技術分類,現場匯流排技術,無線技術,信息化技術,安全技術,人機界面,
概述
現今，我國發電廠基本上全部採用了分散控制系統或可程式邏輯控制器等計算機控制系統，系統裝備水平大大提升。
現今，創新的自動化系統控制著複雜的工藝流程，並確保過程運行的可靠及安全，為先進的維護策略也打造了相應的基礎。電力過程自動化技術的日新月異和控制水平的不斷提高，為電力工業解決能源資源和環境約束的矛盾創造了條件。隨著社會及電力工業的發展，電力自動化的重要性與日劇增。傳統的信息、通訊和自動化技術之間的障礙正在逐漸消失。最新的技術，包括無線網路、現場匯流排、變頻器及人機界面、控制軟體等，大大提升了過程系統的效率和安全性能。
技術分類
現場匯流排技術
現場匯流排（Fieldbus）被譽為自動化領域的計算機區域網路。信息技術的飛速發展，引起了自動化系統結構的變革，隨著工業電網的日益複雜，人們對電網的安全要求也越來越高，現場匯流排控制技術作為一門新興的控制技術必將取代過去的控制方式而套用在電力自動化中。
現場匯流排在電廠、變電站和電力系統中有非常廣闊的套用前景,特別是在新建項目中能在可靠性、高精度、經濟性等諸多方面獲得最大的效益。電力系統歷來是自動化程度最高的生產部門,在國內外現場匯流排廠家和設計研究部門的共同努力下,基於現場匯流排的控制系統必將分系統、分階段地逐步取代現有的分散式控制系統,在未來定將成為我國電力系統自動化的主導設備。
四方公司在國際上率先將LonWorks現場匯流排技術套用於變電站綜合自動化系統，並將基於微處理器的間隔層設備直接併入LonWorks現場匯流排，以其高可靠的性能和大容量高速度的通信能力，大大提高了通信系統的信息吞吐和數據處理能力，從而解決了套用低速串口通信採樣數據時經常產生的瓶頸現象。LonWorks現場匯流排網路具有很強的抗干擾、抗震動性，適用於較大的溫度範圍，適合於變電站較惡劣的工業環境。其傳輸速率已遠遠滿足變電站綜合自動化系統對信息傳輸速度的要求。
無線技術
無線通訊技術因其不必在廠區範圍內進行繁雜、昂貴的布線，因而有著誘人的特質。位於現場的巡視和檢修維護人員藉此可保持和集中控制室等控制管理中心的聯繫，並實現信息共享。此外，無線技術還具有高度靈活性、易於使用、通過遠程連結可實現遠方設備或系統的可視化、參數調整和診斷等獨特功能。無線技術的出現及快速進步，正在賦予電力工業領域以一種嶄新的視角來觀察問題，並由此在電力流程工業領域及資產管理領域，開創一個激動人心的新紀元。
儘管目前存在多種無線技術，但僅有幾種特別適用於電力流程工業。這是因為無線信號通過空間傳播的過程、搭載的數據容量（頻寬）、抗RFI（射頻干擾）/EMI（電磁干擾）干擾性、對物理屏障的易感性、可伸縮性、可靠性，還有成本，都因無線技術網路的不同而不同。因此，很多用戶都傾向於“依據具體的套用場合，來選定合適的無線技術”。控制用的無線技術主要有 GSM/GPRS（蜂窩）、 9OOMHz Radios、wi－Fi(802.lla/b/g）、WIMAX(802.16）、ZigBee(802.15.4）、自組織網路等，其中尤以Wi－Fi和WIMAX套用增長速度最快，這是因為其在頻寬和安全性能方面較優、在數據集中和網路化方面具備卓越的安全框架、具有主機數據集成的高度靈活性、高的魯棒性及低的成本。
美國德州LCRA集團公司為了降低電廠運行維護成本，由一套電廠人員集中管理其下屬容量為650Mw的Sim Gideon電廠和容量為545MW的Lost Pines電廠，採用了Apprion公司的wiMAx無線網路系統，以集成上述兩個電廠監控管理層的通訊和控制[l]。其無線網路系統由APPrion的ION 系統和ION 服務構成。ION系統即工業無線套用網路，包括IONosphere和集中套用軟體，後者具有數據服務、工作流程、安保、監視、維護和第三方套用集成的管理功能。IONosphere管理軟體連續監視整個無線網路設施的工作性能、健康狀況和完整性，從而在共享數據環境下保證基於QOS 套用的性能最最佳化。ION 服務支持現場分析、技術選擇、基礎結構設計和實施、性能監視、安保管理、連續的網管及最佳化功能。藉助台式PC機，運行人員可以以無線、遠程方式分別訪問前述兩個電廠所用的Foxbor砰口westinghouse控制系統。
信息化技術
在電力企業，經過多年的建設，信息化基礎設施相對完善，中小型機、微型計算器裝備級別不斷更新提高，各電力公司本部主要崗位工作人員使用計算器的比例很高。電力生產、調度自動化系統，電力行銷管理系統得到廣泛套用，信息化機構建設不斷健全。目前，電力工業正面臨更加複雜的競爭環境。各電力企業通過控制生產成本、提高發電安全可靠性、採用較先進的技術與設備以及更合理的行銷過程提高企業的競爭力。
電力信息化包括電力生產、調度自動化和管理信息化兩部分。廠站自動化歷來是電力信息化的重點，大部分水電廠、火力發電廠以及變電站配備了計算機監控系統；相當一部分水電廠在進行改造後還實現了無人值班、少人值守。發電生產自動化監控系統的廣泛套用大大提高了生產過程自動化水平。電力調度的自動化水平更是國際領先，目前電力調度自動化的各種系統，如SCADA、AGC以及EMS等已建成，省電力調度機構全部建立了SCADA系統，電網的三級調度100%實現了自動化。華北電力調度局自動化處處長郭子明說，早在20世紀70年代華北電力調度局就用電晶體計算機調度電力，從國產121機到176機，再到176雙機，華北電力調度局全用過，到1978年已經基本實現了電網調度自動化。
安全技術
電力是社會的命脈之一，當今人類社會對電力系統的依賴已到了難以想像的程度。電力系統發生大災變對於社會的影響是不可估量的，因此電力系統最重要的是運行的安全性，但這個問題在全世界均未得到很好解決，電力系統發生大災變的機率小但後果極其嚴重，我國電力系統也出現過穩定破壞的重大事故。我國電力系統也出現過穩定破壞的重大事故。美國在近100年內發生過六、七次大範圍災難性的嚴重破壞停電事故。這就告誡人們要更加關注電力系統的安全與穩定問題。由於我國經濟快速發展的需求，電力工業將會繼續以空前的速度和規模發展。隨著三峽電站、西電東送、南北互供和全國聯網等重大工程的實施，我國必將出現世界上最大規模的電力系統。
在一個工廠裡面，有一個區域需要維護，但是這個區域有高壓電的危險，有危險化學品，還有危險的車輛在來來往往。如果通過平時我們常用的方式，就是在入口處掛一個指示牌，上面寫著一二三斷電、關閥門幾個步驟，還是存在著安全隱患，首先，進去維護的工程師有可能疲勞、精神恍惚而忘記其中的某一個步驟，第二，就算他沒有忘記前面的步驟，駕駛其他車輛的人並不一定會注意到裡面有人而可能開進去，其他人不一定注意到裡面有人而重新打開電源或者閥門，這種事故我們見到過很多例。而如果使用安全聯鎖科技的話，我們會在入口處安裝一個控制設備，工程師要進去維護之前，把一個特製的鑰匙從設備里拔出來，只要他拿著這把“生命之匙”，外面的人絕對無法打開電源、閥門，也無法打開門將車輛開進來。這樣，這個工程師在裡面就是100%安全的。
人機界面
發電站、變電站、直流電源屏是十分重要的設備，隨著科學技術的不斷發展，單片機技術的日趨完善，電力行業中對發電站、變電站設備提出了更高精密、更高質量的要求，直流電源屏是發電站、變電站二次設備中非常重要的設備，直流電源屏承擔著向發電站、變電站提供直流控制保護電源的作用，同時提供給高壓開關及斷路器的操作電源，因此直流電源屏的可靠性將直接關係到發電站的安全運行，直流電源屏的發展已經經歷了很長的時間，從早期的直流發電機、磁飽和直流充電機到積體電路可控矽控制直流充電機、單片機控制可控矽充電機、高頻開關電源充電機等，至目前直流電源屏已很成熟。
直流電源屏整流充電部分仍然採用目前國際最流行的軟開關技術，將工頻交流經過多級變換，最後形成穩定的直流輸出，直流電源屏系統控制的核心部件是 V80 系列可程式控制器 PLC，它將系統採集的輸入輸出模似量以及開關量經過運算處理，最終控制高頻開關電源模組使其按電池曲線及有人為設定的工作要求高可靠地工作。
